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于雷作者

在城中村里实现的「真·无人驾驶」,看着就很心累

不同于一些在规范化路段的城市道路测试,AutoX于今日(8月23日)发布了一段城中村自动驾驶测试视频。面对一些人类驾驶员都或许会感到棘手和心累的场景,测试车辆仍做到了超过37分钟0接管,而且依旧是没有安全员和远程遥控的「纯无人」自动驾驶。

这次测试选择在出行量较大的傍晚,测试车辆采用激光雷达+4D毫米波雷达+摄像头+微波雷达的第五代系统Gen5,路线以城中村内支路和城市次主路为主,道路环境复杂。

根据视频内信息显示,视频已经过4倍加速,反推回去的全程测试时间约为37分钟。在无车辆保护、车内无安全员监管的情况下,系统自动完成了所有的驾驶任务,未出现脱管或报警提示。 
尽管在这段公开的测试视频中,没有提供周边环境建模的三维可视化内容,也缺少车速、加速刹车踏板等车辆信息,但不妨碍对这套系统进行个初步了解。
场景一:穿行无秩序混行路况
城中村内行人、非机动车、汽车、违法占道车辆的复杂环境,是与城市道路最大的差异之一。在这次测试中,AutoX测试车遇到了多次无序混行的路况,甚至还有一次近乎直接在人群中穿行,但都在自动驾驶系统的操作下顺利通过。
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这种交通参与者数量庞大且无秩序的环境,最为考验自动驾驶系统的能力。与城市道路不同,后者虽然也会面临混行问题,但大多数还是仅要考虑周边车辆。前者要不但要同时感知数倍以上的交通参与者,而且行为动机也不像汽车般有迹可循可寻,难以做出决策。
从根本而言,自动驾驶系统对每个周边交通参与者的行为预判,都是在做一种博弈,但这种博弈的几率却不相同。如城市道路车辆因为有交通规则、道路条件限制,预判的成功率较高,而城中村的行人、非机动车,却难以找到行为规律。这种情况下,系统也就被迫变得保守。 

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视频中,AutoX测试车在城中村和城市道路的两种表现,也反映了这一点。在城中村行驶时更为谨慎,识别到前方影响通行的行人时,往往都会及时刹车,保持住较大的安全距离。
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但在城中村前后的城市道路上,测试车就表现得更为自信,跟车、通过无红绿灯路口都没有多少犹豫。
场景二:非常规道路通行 
城中村内,各种难以预先学习的非常规道路环境,也是自动驾驶的另一难点。AutoX测试时也遇到了闸门、占路摆放的不同障碍物、非标准道路等情况,但都顺利通过。
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测试车进入城中村时,被临时帐篷占据自方车道,但没有犹豫就跨过允许借道的黄虚线,在与行人和非机动车的博弈中,顺利通过。
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在这个场景中,存在道路不规则、标线不清晰,出口有收窄闸门的问题,但测试车几乎没有任何额外的动作,径直开了过去。
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在遇到路边违停车辆时,测试车也没有死守前进路线,而是在交规允许的范围内,变道完成超越。只是在回归自己道路时,受到了对向车辆影响,选择保守让行后通过。
场景三:无标线道路
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测试车还遇到了一段没有任何道路标志,突然出现一片空地连接两侧道路的情况,测试车仍顺利找到了路线。
场景四:城中村无保护路口
城中村内的无保护路口也是另一难点,不但存在无红绿灯、路口错位、布局不合理等各类情况,车辆视线、道路参与者感知判断难度,也会随之增加。AutoX在测试期间较好的解决这些问题,在无红绿灯保护的情况下,多次完成直行、左转、右转。
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一次在城中村的无保护路口左转中,不但有行人、非机动车等多方干扰,车辆左侧还有两台三轮车遮挡住视线,但测试车仅在两次能识别到左侧道路的间隙稍作减速,就顺利完成无保护左转。
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另一次无保护左转过程中,测试车识别到后方驶来的电动车速度过快,而且前进路线重叠,所以提前减速让行。以电动车经过时的速度来看,如果未让行双方可能会出现事故。 
场景五:单车道会车博弈
另外,城中村由于缺乏车位,有很多汽车都选择就近在路边违规停放,所以也造成了仅有单条车道可正常通行的情况。这种路况带来的会车问题,也是自动驾驶系统的博弈难点,自己与对方谁来让车?自己让,怎么顺利找到让车点?对方让车后,自己怎么在非标准路线通行?

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AutoX测试车在城中村遇到了多次相似场景。第一次与对向车辆交汇时,测试车认为自己应该享有路权,不但没有退缩,还通过远近灯光切换提示对方,最终对方让车顺利通过。

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在另外一次单车道交汇中,双方车辆距离狭路出口都很远,测试车选择连续两次倒车,腾出足够空间,两台车互相绕行对方成功通过。 
场景六:突来车辆
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遇到突来的车辆,AutoX的处理手段比较老练,不太容易被对方影响节奏,更多是保持原本路线和速度,让对方超过。如果躲避不开,也会缓慢减速,没出现神经质的急刹。
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如果只是如并入并出、路口相遇等正常的交会,AutoX自己享有路权,则在对方未影响自己前进路线的时候,基本都看不到避让或明显减速。
视觉与雷达融合方案
AutoX测试车能够实现城中村的环境识别与自动驾驶,第五代系统Gen5的硬件设备起到了关键作用。
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这套系统采用视觉与雷达的融合方案,全车共有28个8百万像素的车规级摄像头,每帧像素总和超过2.2亿,但雷达方案更加出色,车顶2个颗128线激光雷达、周边4个64线盲区激光雷达、8个能够识别到高度信息的4D毫米波雷达,这种配置程度只能用夸张来形容。
这次在非标准的城中村完成自动驾驶,离不开雷达布局带来的感知能力,而这是纯视觉方案现阶段难以通过机器学习做到的。 
而且,AutoX的这种方案并非「堆料」,随着传感器增加同步激增的海量数据解析任务、不同传感器数据间的融合判断,都对自动驾驶系统的软硬件能力,提出了更高要求,难度系数实际在大幅增加。
AutoX因此也自主研发了核心计算平台XCU,该平台采用英特尔CPU+英伟达GPU+赛灵思FPGA的架构,整体算力达到2200Tops,可支持L4/L5级别自动驾驶需求。

产业无人驾驶城中村
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相关技术
激光雷达技术

自动驾驶车辆传感器的一种,采用激光扫描和测距来建立车辆周围环境的详细三维模型。Lidar 图像具有高度准确性,这使得它可以与摄像头、超声波探测器和雷达等常规传感器相提并论。然而激光传感器面临体积过大的问题,同时,它的机械结构非常复杂。

规范化技术

规范化:将属性数据按比例缩放,使之落入一个小的特定区间,如-1.0 到1.0 或0.0 到1.0。 通过将属性数据按比例缩放,使之落入一个小的特定区间,如0.0到1.0,对属性规范化。对于距离度量分类算法,如涉及神经网络或诸如最临近分类和聚类的分类算法,规范化特别有用。如果使用神经网络后向传播算法进行分类挖掘,对于训练样本属性输入值规范化将有助于加快学习阶段的速度。对于基于距离的方法,规范化可以帮助防止具有较大初始值域的属性与具有较小初始值域的属相相比,权重过大。有许多数据规范化的方法,包括最小-最大规范化、z-score规范化和按小数定标规范化。

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